Technologie

Pomiary wybranych parametrów paliw stałych przy zastosowaniu techniki przetwarzania i analizy obrazów.

Measurements of solid fuels selected parameters using image processing and analysis technique.

Słowa kluczowe: przetwarzanie i analiza obrazów, analiza sekwencji obrazów, oznaczanie charakterystycznych temperatur topliwości popiołu, metoda rurowa, paliwa stałe, węgiel kamienny, oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania, oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga

Keywords: image processing and analysis, image sequence analysis, determination of fusibility of ash, tube method, solid mineral fuels, hard coal, determination of the crucible swelling number, determination of the type of coke using Gray-King method

Streszczenie

W artykule przedstawiono przykładowe aplikacje systemów przetwarzania i analizy obrazów, przeznaczone do pomiarów wybranych parametrów paliw stałych. Aplikacje zrealizowane zostały w Centrum Technik Cieplno-Chemicznych Instytutu Tele- i Radiotechnicznego i wdrożone w laboratoriach badania paliw stałych. Przedstawione aplikacje zrealizowane zostały na bazie komputera PC i obejmują trzy grupy zagadnień: oznaczanie punktów charakterystycznych przemian fazowych (Norma PN-ISO 540), oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego (Norma PN-ISO 501) oraz oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga (Norma PN-84/G-04519). Do przetwarzania obrazów wykorzystano techniki filtracji liniowej, morfologii, binaryzacji, projekcji oraz ekstrakcji konturu. W zakresie analizy zastosowane zostały: technika analizy obiektów (blob analysis), oraz podstawowe narzędzia pomiarowe. Ze względu na szczególne warunki pomiarów w przypadku analizatorów wysokotemperaturowych, istotną uwagę poświęcono zagadnieniu akwizycji obrazów próbki. Opracowano i zweryfikowano nowatorski system akwizycji obrazów przy zastosowaniu oświetlenia backlight oraz filtru pasmowo przepustowego. System ten pozwolił na uzyskanie praktycznie takiej samej jakości zdjęć próbki zimnej oraz próbki gorącej, a także na wyeliminowanie mocnych odblasków, pochodzących z bezpośredniego otoczenia próbki. Rozwiązanie uzyskało ochronę patentową.

Summary

The article presents some applications of processing and image analysis systems for measurements of selected parameters of solid fuels. Applications were developed in the Thermal & Chemical Devices Center of Tele & Radio Research Institute and implemented in solid fuels research laboratories. Presented applications are based on the PC and include three groups of issues: determination of fusibility of ash – solid mineral fuels (Standard PN-ISO 540), determination of the crucible swelling number (Standard PN-ISO 501) and the determination of the type of coke using Gray-King method (Standard PN-84 / G-04519). Image processing techniques such as: linear filtering, morphology, binarization, projection and contour extraction were used. In terms of image analysis were used: BLOB analysis technique, and basic measurement tools. Because of special conditions of measurements in the case of high temperature analyzers, significant attention was given to the image acquisition system. The innovative image acquisition system, using backlight illumination and a band-pass filter, was developed and tested. This system made it possible to achieve practically the same quality of images of cold sample and hot samples, as well as the elimination of strong reflections coming from the environment of the sample. The acquisition system is protected by patent.

Wprowadzenie

Celem komputerowego przetwarzania i analizy obrazów jest takie przekształcenie i analiza obrazu wybranych obiektów, aby uzyskać użyteczną informację na temat interesujących cech obiektów z pominięciem drugorzędnych szczegółów obrazu.

Proces widzenia (zarówno naturalnego, jak i sztucznego) składa się z szeregu operacji elementarnych, takich jak:

  • Akwizycja obrazu
  • Przetwarzanie obrazu (filtracja, eliminacja zakłóceń, kompresja, eksponowanie wybranych cech itp.)
  • Analiza obrazu (wyodrębnienie cech opisujących obraz)
  • Rozpoznanie obrazu i jego interpretacja

Wynikiem analizy obrazów mogą być dane jakościowe i ilościowe, opisujące cechy pojedynczego obrazu lub całej grupy obrazów (na przykład sekwencji kolejnych kadrów w filmie). W tym drugim przypadku istotne jest uchwycenie istotnych zmian treści obrazu pomiędzy kadrami podczas monitorowania procesu (np. zmiana wielkości, położenia kształtu obiektów lub ich koloru, będących przedmiotem analizy, w funkcji wybranej wielkości fizycznej, jako zmiennej procesowej).

Dotychczas zrealizowane w ITR aplikacje systemów przetwarzania i analizy obrazów w obszarze urządzeń cieplno-chemicznych obejmowały analizę wybranych parametrów paliw stałych:

  • analizator do oznaczania punktów charakterystycznych przemian fazowych z systemem wizyjnym,
  • analizator do oznaczania wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego,
  • analizator do oceny typu koksu metodą Gray-Kinga.

Poniżej przedstawiono przykładowe aplikacje wizyjne zrealizowane w Centrum Technik Cieplno-Chemicznych Instytutu Tele- i Radiotechnicznego. Przedstawione aplikacje zrealizowane zostały na bazie komputera PC.

Analizator do oznaczania punktów charakterystycznych przemian fazowych

Metodę oznaczania charakterystycznych temperatur topliwości popiołu z paliw stałych, kształt i wielkość próbek oraz sposób ich przygotowania określają normy [1-3]:

  • Norma PN-ISO 540 „Paliwa stałe – Oznaczanie topliwości popiołu w wysokiej temperaturze metodą rurową”, grudzień 2001
  • Norma ISO 540:1995(E) „Solid mineral fuels – Determination of fusibility of ash – High-temperature tube method”
  • Norma: PN-82/G-04535 „Paliwa stałe. Oznaczanie charakterystycznych temperatur topliwości popiołu.”

W zrealizowanym analizatorze analizowane są próbki do badań w postaci pionowych walców o średnicy 3 mm i wysokości 3 mm. Takiego doboru próbek dokonano ze względu na powszechność ich stosowania w specjalistycznych laboratoriach.

Struktura sprzętowa analizatora

Na rys. 1 przedstawiono widok analizatora wyposażonego w skomputeryzowany system do akwizycji, przetwarzania i analizy wizyjnej sekwencji obrazów w procesach termicznych [4].

Analizator składa się z:

  • części procesowej zbudowanej z poziomego pieca rurowego, w którym umieszczona jest badana próbka, regulatora temperatury pieca z interfejsem szeregowym oraz układu mierzącego temperaturę próbki,
  • części wizyjnej z kamerą CCD (wyposażoną w obiektyw o stałej ogniskowej i współpracującą z kartą framegrabbera), filtrem optycznym oraz systemem komputerowym, którego zadaniem jest sterownie procesem pomiarowym a także realizacja funkcji akwizycji, przetwarzania i analizy obrazów.

Przykładowe zastosowania analizy obrazów w urządzeniach ciepl

Rys. 1. Widok analizatora

Fig. 1. The view of analyzer

W analizatorze pojedynczy obraz próbki scharakteryzowany jest poprzez wektor cech, na który składają się podstawowe parametry geometryczne próbki, takie jak: wysokość i szerokość próbki, pole powierzchni przekroju, współczynniki kształtu oraz złożone parametry, oparte na wyodrębnieniu konturu próbki i analizie jego rozwinięcia biegunowego względem środka próbki oraz względem jej podstawy [5]. Analiza sekwencji obrazów, zarejestrowanych w funkcji temperatury, umożliwia dokładną ocenę zachowania próbki w funkcji temperatury oraz identyfikację wszystkich punktów, w których próbka przybiera charakterystyczne kształty. Do przetwarzania obrazów wykorzystano techniki filtracji liniowej, morfologii, binaryzacji, projekcji oraz ekstrakcji konturu. W zakresie analizy zastosowana została analiza obiektów (blob analysis), oraz podstawowe narzędzia pomiarowe.

W analizatorze zaimplementowano specjalizowany system akwizycji obrazów w procesach wysokotemperaturowych [6]. W rozwiązaniu tym zastosowano zespół diod LED o dużej sile światła z soczewką kolimującą, emitujących światło niebieskie – oświetlenie backlight (obserwacja cienia próbki). W celu wyeliminowania wpływu na obraz rozgrzanych części pieca, stolika na którym umieszczona jest próbka oraz światła własnego próbki, po przeciwnej stronie pieca rurowego zastosowano filtr podczerwieni oraz filtr pasmowo przepustowy, który eliminuje wszystkie długości fali z wyjątkiem długości fali światła emitowanego przez oświetlacz. Przyjęcie takiego rozwiązania pozwoliło zachować stałe parametry akwizycji w całym zakresie temperatur (od temperatury 20°C do 1700°C) oraz wpłynęło na uzyskanie bardzo dobrej jakości obrazu. Zastosowana technika akwizycji pozwoliła na uzyskanie praktycznie takiej samej jakości zdjęć próbki zimnej oraz próbki gorącej o dużej intensywności świecenia, a także na wyeliminowanie mocnych odblasków, pochodzących z bezpośredniego otoczenia próbki (rozgrzanych elementów pieca oraz mechanizmu pozycjonowania próbki). Rozwiązanie to uzyskało ochronę patentową.

Cechy analizatora:

  • analiza jednej lub dwóch próbek,
  • programowanie profilu nagrzewania,
  • rejestracja widoku próbki (próbek),
  • automatyczny pomiar temperatury deformacji, kuli, półkuli, płynięcia (spiekania, mięknięcia, topnienia i płynięcia) popiołów za pomocą analizy obrazu,
  • analiza wybranych parametrów geometrycznych próbek w funkcji czasu,
  • drukowanie raportów oraz archiwizacja wyników pomiarów.

Zadawanie profilu temperatury i parametrów regulacji

Zgodnie z wymaganiami normy PN-ISO 540, w celu wyznaczenia punktów charakterystycznych przemian fazowych należy obserwować próbkę w sposób ciągły przy jednoczesny równomiernym podnoszeniu jej temperatury. W celu spełnienia powyższego wymagania należało zintegrować ze sobą dwa moduły programowe: moduł zadawania profilu temperatury i parametrów regulacji oraz moduł rejestracji procesu.

Norma PN-ISO 540 definiuje warunki temperaturowe przebiegu procesu, w tym prędkość narastania temperatury. W celu spełnienia tych warunków w analizatorze zastosowano układ regulacji temperatury pieca i dodatkowy pomiar temperatury próbki termoparą umieszczoną w stoliku, na którym umieszczona jest próbka. Profil temperatury zadanej generowany jest w komputerze PC, który modyfikuje w stosownych chwilach wartość zadaną temperatury i przesyła do regulatora. Zaimplementowane funkcje modułu rejestratora pozwalają na kontrolę jakości procesu regulacji temperatury, zapewniają zdalny dostęp do nastaw regulatora i miernika oraz umożliwiają automatyzację procesu badawczego zjawiska rozpływu próbki.

Rejestracja procesu

W systemie przyjęto zasadę rejestracji całego procesu w postaci sekwencji plików obrazowych zapamiętywanych w postaci źródłowej JPG (rys. 2). W trakcie rejestracji nie występuje przetwarzanie obrazu. Jakkolwiek dodanie operacji przetwarzania wstępnego obrazów (chociażby binaryzacji) spowodowałoby znaczne zmniejszenie objętości plików graficznych, to jednak wprowadziłoby pewne ograniczenia na etapie późniejszego odtwarzania, przetwarzania czy analizy tych plików. Możliwa jest rejestracja procesu w funkcji czasu bądź w funkcji temperatury próbki. Rejestracja procesu odbywa się dla dwóch próbek jednocześnie.

Przykładowe zastosowania analizy obrazów w urządzeniach ciepl

Rys. 2. Widok ekranu w fazie rejestracji procesu

Fig. 2. The view of screen – recording of proces

Analiza wykresów i odtwarzanie procesu

Na rys. 3. przedstawiono przykładowy widok ekranu modułu analizy wykresów i odtwarzania procesu. Moduł ten stanowi środowisko programowe, umożliwiające interaktywne odtwarzanie procesu lub jego fragmentów z jednoczesną wizualizacją przebiegu wybranych wskaźników procesu i jest przydatny przy formułowaniu algorytmu wyznaczania punktów charakterystycznych w trybie automatycznym, weryfikacji działania analizatora a także do oceny wybranych aspektów procesu w trybie pracy manualnym.

Podstawowe cechy środowiska programowego:

  • odtwarzanie procesu w sposób ciągły z ustawianą prędkością lub w trybie pojedynczej klatki, zatrzymywanie, odtwarzanie w przód oraz wstecz,
  • jednoczesna wizualizacja przebiegu od 1 do 4 wskaźników wybranych z listy,
  • wybór opcji wykresów: skala liniowa lub logarytmiczna, odwrócenie kierunku osi, obserwacja całego wykresu, bądź wybranego jego fragmentu,
  • wybór widoku pomiarowego: dwie próbki jednocześnie, próbka A lub próbka B,
  • wybór rodzaju rozwinięcia biegunowego konturu: rozwinięcie względem środka podstawy lub rozwinięcie względem środka geometrycznego próbki,
  • dokładny pomiar współrzędnych X i Y związanych z położeniem kursorów.

Przykładowe zastosowania analizy obrazów w urządzeniach ciepl

Rys. 3. Widok ekranu modułu analizy wykresów i odtwarzania procesu

Fig. 3. The view of screen – graph analyzing and process visualization

Poniżej przedstawiono przykłady interpretacji zachowania próbki w trakcie badań na podstawie analizy wykresu wybranych wskaźników.

Na rys. 4 przedstawiono przykład określania punktu maksymalnego skurczu próbki. W punkcie tym wskaźnik wysokości i szerokości próbki oraz pola powierzchni przekroju przyjmuje lokalne minimum w przedziale temperatur od temperatury początkowej do temperatury kuli (czerwony kursor na wykresie). Analizator w trybie pracy automatycznej podaje przybliżoną wartość procentową zmniejszenia objętości próbki w stosunku do objętości początkowej.

Przykładowe zastosowania analizy obrazów w urządzeniach ciepl

Rys. 4. Określenie punktu maksymalnego skurczu próbki

Fig. 4. Calculation of the maximum shrink of sample

Na rys. 5 przedstawiono przykład określenia punktu półkuli na podstawie wskaźników rozwinięcia biegunowego konturu próbki względem środka podstawy próbki. Punkt, dla którego odpowiednie wskaźniki osiągają minimum, jest punktem maksymalnie zbliżonym do punktu półkuli (czerwony kursor na wykresie). Jest to także punkt, po którego przekroczeniu pole powierzchni przekroju próbki zmniejsza się w sposób gwałtowny.

Dodatkowym potwierdzeniem prawidłowości oszacowania punktu półkuli jest charakter wykresu rozwinięcia biegunowego konturu próbki względem środka podstawy (dolna część rysunku). Wykres ten jest zbliżony do linii poziomej.

Przykładowe zastosowania analizy obrazów w urządzeniach ciepl

Rys. 5. Określenie punktu półkuli na podstawie wskaźników rozwinięcia biegunowego konturu próbki

Fig. 5. Calculationg of the hemisphere point based on analysis of pole notation of the contour of sample

Analizator do oznaczania wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego

Urządzenie przeznaczone jest do oznaczania wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego (SI) w laboratoriach badania paliw stałych przy wykorzystaniu technik wizyjnych zgodnie z normami [7-9]:

  • PN-ISO 501:2007 Węgiel kamienny – Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.
  • ISO 501:2003(E) Hard coal – Determination of the crucible swelling number.
  • PN-81/G-04515 Węgiel kamienny. Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.

Analizator do oznaczania wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego (rys. 6) to zautomatyzowany, mechatroniczny system pomiarowy klasy AOI (Automated Optical Inspection), umożliwiający bezkontaktową, kompleksową kontrolę próbek, w skład którego wchodzą:

  • komputer PC z układami interfejsowymi, umożliwiającymi komunikację z urządzeniami systemu wraz z oprogramowaniem do akwizycji, przetwarzania i analizy obrazów oraz sterowania procesem pomiarowym,
  • optoelektroniczny moduł obserwacji z kamerą CCD oraz systemem oświetlenia pola obserwacji,
  • mechatroniczny zespół automatycznego pozycjonowania próbki z modułem sterowania napędu.

ITR_rys_6

Rys. 6. Widok analizatora do oznaczania wskaźnika wolnego wydymania węgla SI

Fig. 6. The view of analyzer for determination of the crucible swelling number SI

Centralną częścią stanowiska jest komputer PC wyposażony w kartę frame-grabbera, umożliwiającą połączenie z kamerą monochromatyczną CCD. Do oświetlenia obiektu zastosowano oświetlacz typu backlight (w świetle przechodzącym) zbudowany na bazie diod LED o dużej intensywności świecenia (światło zielone), który zapewnia kontrastowe, stabilne w czasie i jednorodne oświetlenie badanego obiektu (rys. 7).

ITR_rys_7

Rys.7. Widok analizatora– próbka na stoliku obrotowym przy oświetleniu typu backlight

Fig. 7. View of the vision system -the sample placed on the rotating table, backlight illumination

Ze względu na fakt, że analizowana próbka (koksik) nie posiada idealnej symetrii oraz mając na uwadze wymaganie normy w zakresie przeprowadzania procedury porównania zarysów, konieczne było wyposażenie stanowiska w stolik obrotowy, na którym umieszczana jest badana próbka. Zastosowanie układu napędowego z silnikiem skokowym umożliwia całkowitą automatyzację procesu ustawiania próbki (rozdzielczość mechanizmu obrotowego – 400 impulsów/obrót). Sterownik napędu połączony jest z komputerem centralnym PC za pośrednictwem interfejsu RS-232. Istnieje możliwość zadawania rastru skanowania dla stolika. Cały tor wizyjny posiada osłony, które zapewniają stabilne warunki oświetlenia poprzez wyeliminowanie światła zewnętrznego.

Ze względu na małą masę próbki i konieczność jej szybkiego przemieszczania kątowego, zapewniono takie jej mocowanie, aby w trakcie procesu pomiarowego nie zmieniała ona orientacji względem talerzyka obrotowego (system stolika magnetycznego oraz dodatkowych tacek mocujących z igłami, do których mocowana jest próbka).

Wyznaczanie wskaźnika SI w trybie dopasowania konturu

Ten tryb pracy umożliwia wyznaczenie wskaźnika SI badanej próbki przy udziale operatora i przewidziany jest dla nietypowych przypadków, dla których system automatycznego wyznaczania zarysów nie jest w stanie jednoznacznie sklasyfikować badanej próbki (rys. 8). Istotą tego trybu jest kolejne nanoszenie zarysów wzorcowych na obraz badanej próbki i takie dopasowanie rysunków, aby uzyskać maksymalną zgodność wyników. W trybie tym istnieje możliwość operowania obrazem rzeczywistym próbki lub obrazem przetworzonym (po dokonaniu operacji symetryzacji).

ITR_rys_8

Rys. 8. Widok ekranu w trybie dopasowania konturu

Fig. 8. The view of screen in fit contour mode

Istnieje także możliwość obserwacji próbki z dowolnej strony i badania zgodności zarysów dla wielu widoków próbki. Wynikiem przeprowadzonych operacji z udziałem operatora jest określenie wskaźnika SI badanej próbki. Ten tryb pracy powinien być przydatny w przypadku próbek o bardzo nieregularnych kształtach, mocno odbiegających od zarysów wzorcowych.

W pracy automatycznej do analizy i klasyfikacji próbek zastosowano technikę precyzyjnego wyszukiwania powtarzających się fragmentów (zdefiniowanego wzorca) w obrazie – ang. pattern matching. Zaimplementowanie tej techniki w opisywanym systemie polega na zastosowaniu metod korelacyjnych do oceny zgodności treści dwóch porównywanych obrazów [5]. Miernikiem stopnia zgodności obrazów jest współczynnik korelacji. W fazie analizy i klasyfikacji obrazu dokonywana jest operacja porównania obrazu badanej próbki z obrazami poszczególnych zarysów wzorcowych i wyznaczone zostają współczynniki korelacji. Proces ten jest powtarzany dla poszczególnych położeń kątowych próbki. W wyniku klasyfikacji wybrany zostaje taki z zarysów wzorcowych, dla którego wartość współczynnika korelacji osiąga maksimum (rys. 9), w następstwie czego, zostaje wyznaczony wskaźnik wolnego wydymania węgla (SI).

Przed dokonaniem operacji analizy i klasyfikacji, obrazy badanej próbki poddane są transformacji i symetryzacji.

ITR_rys_9

Rys. 9. Widok ekranu w trybie automatycznym

Fig. 9. The view of screen in auto mode

Analizator do oceny typu koksu metodą Gray-Kinga

Metodę analizy typu koksu, która została zaimplementowana w analizatorze, określa norma PN-84/G-04519: „Węgiel kamienny. Oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga.”

Zasada metody polega na równomiernym ogrzewaniu próbki węgla o masie 20g do temperatury 600ºC w znormalizowanych warunkach (jeśli zachodzi potrzeba, z dodatkiem substancji inertnych) i oznaczaniu typu otrzymanego koksu przez porównanie go z wzorcową skalą typów koksu. Typ otrzymanego koksu ustala się przez porównanie go ze skalą wzorców w przedziale od A do G [10].

ITR_rys_10

Rys. 10. Widok analizatora do oznaczania typu koksu metodą Gray-Kinga

Fig. 10. The view of analyzer for determination of the type of coke using Gray-King method

Do realizacji modułu optoelektronicznego analizatora zastosowano 2 kamery monochromatyczne wyposażone w obiektywy o znacznie różniącym się powiększeniu (obserwacja całej próbki lub jej fragmentu) oraz system oświetlenia: w świetle przechodzącym (backlight) oraz w polu ciemnym (darkfield) – rys. 10.

Podstawową funkcją stanowiska akwizycji obrazów analizatora jest dostarczenie obrazów, umożliwiających pomiar parametrów geometrycznych próbki (rzut boczny oraz przekrój). Do tego celu wybrano oświetlenie w świetle przechodzącym umożliwiające obserwację cienia próbki (rys. 11). Zastosowane oświetlenie umożliwia pozyskanie dobrej jakości obrazu o dużym kontraście.

Drugą funkcją, jest analiza jednorodności powierzchni próbki. Do tego celu zastosowano oświetlenie w polu ciemnym na bazie oświetlacza pierścieniowego LED (rys.11). Rozwiązanie takie daje możliwość wprowadzenia jednolitego i stabilnego w sensie geometrycznym i czasowym systemu oświetlenia dla wszystkich badanych próbek, ułatwiając proces porównywania ich ze sobą. Dodatkowo specyfika zastosowanego oświetlenia uwydatnia cechy powierzchniowe próbek sprawiając, że możliwe jest zaobserwowanie rys, pęknięć, kraterów itp. na powierzchni próbki [5] (rys. 13). Pozwala to na ocenę jednorodności powierzchni oraz dostarcza dodatkowych informacji charakteryzujących badany koksik, do których odwołuje się norma. Na rys. 12 zestawiono przekroje czterech próbek z naniesionymi siatkami referencyjnymi.

ITR_rys_11

Rys. 11. Funkcjonalność analizatora do oznaczania typu koksu metodą Gray-Kinga

Fig. 11. Functionality of analyzer for determination of the type of coke using Gray-King method

ITR_rys_12_1_2 ITR_rys_12_3_4

Rys. 12. Pomiar parametrów geometrycznych próbki – wybrane przekroje próbek

Fig. 12. The measurement of geometrical parameters of the sample – cross-sections of selected samples

ITR_rys_13

Rys. 13. Pomiar jednorodności powierzchni bocznej próbki – ekspozycja rys i pęknięć

Fig. 13. Measurement of the homogeneity of the side surface of the sample – exposition of scratches and cracks

Podsumowanie

Znaczny postęp technologicznych ostatnich lat sprawił, że systemy widzenia maszynowego uzyskują coraz to nowe możliwości, zmniejszając swój dystans w stosunku do systemów biologicznych. Dotyczy to zwłaszcza rozdzielczości, szybkości przetwarzania, interpretacji obrazów trójwymiarowych, techniki uczenia i adaptacji. Można stwierdzić, że dla wielu jednoznacznie zdefiniowanych zadań, niektóre cechy systemów widzenia maszynowego, takie jak: zdolność rozróżniania dużej liczby kolorów, możliwości pomiarów 2D i 3D i oceny ilościowej czy szybkość – wręcz przewyższają możliwości ludzkiego systemu widzenia i interpretacji obrazów. Systemy wizji maszynowej będą eliminowały człowieka z wielu obszarów rynku inspekcji produkcji oraz sterowania procesami wytwarzania.

Opisane w artykule przykładowe realizacje systemów pomiarowych, wykorzystujących techniki przetwarzania i analizy obrazów, powinny przezwyciężyć ograniczenia, występujące w wielu dotychczasowych rozwiązaniach stanowisk do wyznaczania wybranych parametrów paliw stałych, oraz umożliwić uzyskanie dobrej powtarzalności i niezawodności kontroli, poprzez wprowadzenie oceny ilościowej oraz wyeliminowanie czynników subiektywnych w trakcie badania. Stosując zunifikowany sprzęt i oprogramowanie, możliwe będzie zachowanie daleko idącej porównywalności wyników badań między poszczególnymi laboratoriami oraz pełne dokumentowanie wyników pomiarów w celu ich późniejszego porównywania, przetwarzania czy analizy statystycznej.

Ze względu na szczególne warunki pomiarów w przypadku analizatorów wysokotemperaturowych istotną uwagę poświęcono zagadnieniu akwizycji obrazów próbki. Opracowano i zweryfikowano nowatorski system akwizycji obrazów przy zastosowaniu oświetlenia backlight oraz filtru pasmowo przepustowego [6].

Literatura

[1] PN-ISO 540:2001 Paliwa stałe – Oznaczanie topliwości popiołu w wysokiej temperaturze metodą rurową.

[2] ISO 540:1995(E) Solid mineral fuels – Determination of fusibility of ash – High-temperature tube method.

[3] PN-82/G-04535 Paliwa stałe. Oznaczanie charakterystycznych temperatur topliwości popiołu.

[4] Wiesław Małkiński, Jerzy Zając, Janusz Wójcik, Marcin Karliński, Tomasz Jaśkiewicz, „Analizator do wyznaczania punktów charakterystycznych przemian fazowych z systemem wizyjnym”, Elektronika nr 7/2010, str. 217-222, Warszawa, 2010

[5] Tadeusiewicz R., Korohoda P.: Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów. Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków, 1997.

[6] Wiesław Małkiński, Jerzy Zając, Marcin Karliński, „Układ do akwizycji obrazów w procesach wysokotemperaturowych”, Elektronika nr 7/2010, str. 222-224, Warszawa, 2010

[7] PN-ISO 501:2007 Węgiel kamienny – Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.

[8] ISO 501:2003(E) Hard coal – Determination of the crucible swelling number.

[9] PN-81/G-04515 Węgiel kamienny. Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.

[10] PN-84/G-04519 Węgiel kamienny. Oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga.

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top